Материал предмет или вещество, которое используется для изготовления чеголибо (конструкции, сооружения, машины, одежда и т д.), сырье.
 Скачать 0.81 Mb.
|
|
Цементные бетоны Бетон – это искусственный материал, получаемый в результате формования и твердения рационально подобранной смеси, состоящей из минерального вяжущего вещества, мелкого и крупного заполнителей и воды. Иногда для улучшения каких-либо свойств применяют добавки. Технико-экономические преимущества бетона:
Недостаток бетона: Низкая прочность на растяжение (в 10–15 раз ниже, чем на сжатие), но этот недостаток устраняется в железобетонных конструкциях за счёт применения арматуры. Материалы для тяжелых цементных бетонов В правильно подобранной бетонной смеси расход цемента составляет 8–15%, а заполнителей 80–85%. Вяжущее (цемент) В качестве вяжущего могут использоваться все виды цементов. Выбирать цемент необходимо с учетом эксплуатации бетона. Вяжущее в бетоне является непрерывной фазой и называется матрицей. Для тяжёлого бетона применяют портландцемент и его разновидности. Цемент испытывают, определяя его свойства по ГОСТу. Марку цемента назначают в зависимости от проектной марки бетона. Мелкий заполнитель Мелкий заполнитель представляет собой вторую фазу. В качестве мелкого заполнителя в тяжёлом бетоне применяют песок, состоящий из зёрен размером 0,16–5 мм. При выборе мелкого заполнителя необходимо, чтобы он отвечал следующим требованиям.
Содержание в песке зёрен размером менее 0,16 мм должно быть не более 10%, при этой количество глинистых, илистых частиц должно быть не более 3% (определяется отмучиванием (промывкой)).
В природном песке содержатся органические примеси (их количество определяют колориметрическим способом). Песок считается пригодным, если 3%ный раствор едкого натра (  ) над песком окрашивается светлее эталона.
Песок должен состоять из зёрен различного размера, причём количество крупных, мелких и средних зёрен устанавливается таким образом, чтобы зёрна меньшего размера располагались в пустотах между крупными. Гранулометрический состав песка определяют просеиванием через стандартный набор сит. Сначала определяют частный остаток  (где  – номер сита) на каждом сите: ,где mi ─ масса песка, оставшегося на i-ом сите после просейвания, mнав ─ масса навески песка, участвовавшего в просеивании. Затем определяют полный остаток в процентах как сумму частного остатка на данном сите и частных остатков на ситах большего размера:  .Для оценки крупности песка используется модуль крупности (Мк), значение которого определяется по формуле  ,где Аi – полные остатки на соответствующих ситах, %. После этого в осях «размер сита ─ полный остаток на данном сите» строится кривая просеивания песка, которая должна входить в стандартную область. Если кривая не вошла в стандартную область, то песок рассеивают на фракции и дозируют каждую фракцию отдельно.
Крупный заполнитель Крупный заполнитель является третьей фазой. В качестве крупного заполнителя для тяжёлых бетонов используют гравий или щебень. Гравий – это окатанные зёрна различных горных пород, которые образовались в результате естественного разрушения горных массивов. Щебень – материал, полученный в результате искусственно дробления горных пород. При выборе крупного заполнителя необходимо, чтобы он отвечал следующим требованиям.
Содержание пылевидных, глинистых и илистых частиц не должно превышать 1% (определяется отмучиванием);
В крупном заполнителе должны содержаться зёрна фракций: 5–10 мм, 10–20 мм, 20–40 мм, 40–70 мм (определяется просеиванием через стандартный набор сит). Строится кривая просеивания, которая не должна выходить за пределы стандартной области;
Прочность крупного заполнителя определяется дроблением зёрен в цилиндре. Марки по дробимости: Др 8 –16;
Вода Для приготовления бетона используют чистую питьевую воду. НЕЛЬЗЯ использовать сточные, кислые, щелочные и болотные воды.  воды должен быть не менее 4. Водоцементное отношение должно находиться в интервале В/Ц = 0,4 ─ 0,7. При увеличении количества воды затворения избыточная вода будет испаряться и в матрице будет появляться большое количество пор, которые будут снижать плотность, связность и непрерывность матрицы, что будет негативно влиять на свойства бетона.В любом цементном бетоне четвертой фазой являются пузырьки воздуха, которые захвачены при перемешивании бетона или при неплотном заполнении пустотности щебня песком и пустотности песка вяжущим. Необходимо стремиться чтобы в тяжелом бетоне было как можно меньше четвертой фазы. Основные свойства бетонной смеси В процессе изготовления и твердения бетона выделяют два периода, когда материал обладает различными свойствами и состоянием:
Свойства бетонной смеси (первый период):
Удобоукладываемость – способность бетонной смеси растекаться и принимать заданную форму, сохраняя при этом монолитность и однородность. Удобоукладываемость характеризуется следующими показателями:
Подвижность определяется стандартным конусом и характеризуется осадкой конуса в сантиметрах. В зависимости от подвижности разделяют:
От чего зависит подвижность бетонной смеси Подвижность бетонной смеси зависит:
Регулировать подвижность бетонной смеси можно введением пластифицирующих добавок. При малом расходе воды бетонные смеси не дают осадки конуса. Такие смеси называются жёсткими. Для оценки их свойств используют стандартный вискозиметр. Жёсткость в этом случае характеризуется секундами жёсткости. Связность – способность бетонной смеси сохранять видимую однородность и не расслаиваться при транспортировке, выгрузке и укладке. Связность зависит от внутренней вязкости бетонной смеси: чем меньше вязкость бетонной смеси, тем она легче расслаивается. Связность можно повысить:
Требуемую связность бетонной смеси обеспечивают правильным подбором состава и выбором правильного соотношения между крупным и мелким заполнителями. Структура бетонной смеси Структуру бетонной смеси рассматривают как систему, состоящую из двух компонентов:
Цементное тесто – основной структурообразующий компонент бетонной смеси; свойства цементного теста зависят от соотношения между твёрдой и жидкой фазами. С увеличением содержания воды повышается подвижность цементного теста и уменьшается его прочность. Вода в бетонной смеси находится в трёх различных состояниях:
Заполнитель Введение заполнителя в цементное тесто сильно влияет на свойства материала. Слои цементного теста при введении заполнителя теряют подвижность. В зависимости от соотношения между цементным тестом и заполнителем различают 3 структуры бетонной смеси:
Свойства бетона
Прочность бетона характеризуется его маркой, т. е. пределом прочности на сжатие бетонных образцов-кубов размером 15x15x15 см, изготовленных из бетонной смеси рабочего состава и испытанных после 28 суточного твердения в нормальных условиях. Существуют марки бетона (предел прочности на сжатие) от М50 до М450. Также существуют высокопрочные бетоны М500 и М800. Классом бетона называется нормативная (наибольшая, при нормальной эксплуатации) кубиковая прочность в МПа, задаваемая с обеспеченностью 0,95 и с коэффициентом вариации  . Для перехода от класса к марке бетона используют формулы: ;  ,где  – класс бетона;  – прочность бетона;  – средняя прочность бетона.Прочность бетона зависит от многих факторов. Главные из них: Активность цемента – марка цемента по прочности. Цементы высокой активности дают более прочные бетоны, однако при одной и той же прочности цемента можно получить бетон разной прочности, изменяя количество воды в смеси. Для получения удобоукладываемой бетонной смеси водоцементное отношение принимают равным 0,4–0,7. Для химического взаимодействия цемента воды требуется 15–20% от массы цемента. Избыточная вода, не вступившая в химическое взаимодействие, испаряясь из бетона образует поры, уменьшает прочность, а следовательно, прочность можно повысить уменьшая водоцементное отношение и уплотняя бетон. На прочность влияют качество заполнителя, продолжительность твердения, форма и шероховатость поверхности заполнителя. Прочность бетона при благоприятной температуре и влажности постоянно повышается. Первые 7–14 суток прочность набирается быстрее. К 28 суткам рост прочности замедляется. Твердение бетона можно ускорить повышением температуры. Например, при температуре  бетон за 12 часов набирает 70% марочной прочности. При температуре  твердение бетона прекращается. Для ускорения твердения также применяют добавки.
Бетон – это пористый материал. Поры образуются в результате неполного удаления воздуха при уплотнении и при испарении избыточной воды. Получить бетон высокой прочности можно следующими способами: а) Применением низкого водоцементного отношения; б) Рациональным подбором зернового состава заполнителей; в) Введением пластифицирующих и гидрофобизирующих добавок; г) Тщательным уплотнением бетонной смеси; д) Правильным уходом за твердеющим бетоном. Но даже при соответствующих мероприятиях получить абсолютно плотный бетон невозможно.
Водонепроницаемость характеризуется наибольшим давлением воды, при котором она не просачивается через образцы. Бетон, плотно уложенный, с малым водоцементным отношением, с мелкопористой структурой является водонепроницаемым материалом. По водонепроницаемости бетоны делят на марки: W2; W4; W6; W8; W10; W12 (число означает давление в атмосферах). Для увеличения водонепроницаемости применяют: а) Торкретирование (плотная штукатурка, наносимая под давлением); б) Покрытие бетонной конструкции жидким стеклом.
Долговечность зависит от морозостойкости. Морозостойкость характеризуется количеством циклов попеременного замораживания при температуре –20 °С и оттаивания в воде комнатной температуры без потери массы более 5% и прочности более 15%. Марки морозостойкости бетона: F50; F75; F100; F200; F300; F400; F500. Методы повышения морозостойкости: а) Применение морозостойких заполнителей; б) Уменьшение водоцементного отношения; в) Применение гидрофобных и гидрофильных добавок; г) Применение портландцементов высоких марок; д) Применение глинозёмистого цемента.
Твердение бетона на воздухе сопровождается уменьшением его объёма, т. е. усадкой. Большую усадку дают бетоны на жирных смесях (с большим расходом вяжущего вещества) и с большим водоцементным отношением. Наибольшая усадка происходит в начальный период твердения (за первые сутки она составляет 50–70% всей усадки). На величину усадки также влияет минералогический состав цемента, тонкость помола (чем меньше тонкость помола, тем меньше усадка). Способы снижения усадки а) Применение цементов низких марок; б) Применение белитовых цементов; в) Избегание жирных смесей; г) Уменьшение количества воды; д) Применение рационального зернового состава заполнителей; е) Строгое соблюдение температурно-влажностного режима твердения бетона (влажность равна 100%; температура равна  ).Расширение бетона происходит от нагревания в результате экзотермии при взаимодействии цемента с водой. В результате этого в бетоне образуются трещины. Для предотвращения расширения в массивных конструкциях предусматривают выполнение температурных швов.
Под воздействием агрессивных жидкостей и газов бетон разрушается. Коррозия бетона вызывается коррозией цементного камня. Заполнители всегда могут быть подобраны стойкими. Для предотвращения коррозии рекомендуется: а) Использование цементов с минимальным количеством трёхкальциевого алюмината; б) Оклейка конструкции плёночными материалами; в) Футеровка штучными материалами (например, обкладка плитками).
Бетон – огнестойкий материал, что позволяет применять его для устройства дымовых труб и промышленных печей. При длительном воздействии высоких температур необходимо предусмотреть применение специальных видов бетона на глинозёмистых смесях. Железобетонные изделия Железобетон это относительно новый строительный материал. Он изобретен французским садовником Жоржем Манье в 1867 г. первое российское здание в конце 19 века. Железобетон в настоящее время имеет очень широкое применение, т.к в нем выгодно сочетаются работа двух материалов: бетона и стали. Бетон очень хорошо работает на сжатие, прочность при растяжении и изгибе в 10 ─ 15 раз меньше, чем при сжатии. А сталь очень хорошо работает на изгиб и растяжение. Арматура в железобетонном изделии укладывается в растянутую зону изделия. В настоящее время заводы железобетонных изделий выпускают очень много различных железобетонных изделий, классифицирующихся по следующим признакам: 1. по средней плотности; 2. в зависимости от используемого вяжущего (гипсобетонные изделия, битумные, портландцементные и т.д.); 3. в зависимости от назначения подразделяются на: а. железобетонные изделия для гражданского строительства; б. железобетонные изделия для промышленного строительства; в. железобетонные изделия для сельскохозяйственного строительства; г. железобетонные изделия для строительства дорог; д. железобетонные изделия для строительства инженерных конструкций и сооружений; 4. в зависимости от напряжения арматуры: а. изделия с предварительным напряжением арматуры; б. с обычным армированием. Суть 4.а. Стальная высокопрочная проволока натягивается с определенным усилием. Затем происходит бетонирование изделия, после чего напряжения натяжения снимаются. Стальная проволока приходит в свое нормальное состояние и при этом создается напряжения сжатия в бетоне, находящегося в зоне натянутой проволоки. Таким образом, в бетоне создаются дополнительные напряжения сжатия. И когда такая конструкция начинает работать на изгиб, то вначале в бетоне должны быть преодолены напряжения сжатия, созданные заранее, и только потом бетон начинает работать на изгиб. Номенклатура железобетонных изделий Номенклатура железобетонных изделий очень обширна. 1 группа. Изделия для фундаментов и подземных частей зданий (сваи, фундаментные блоки, стаканы и т.д.). 2 группа. Балочные (колонны, фермы, ригели, прогоны, подкрановые балки и т.д). 3 группа. Стеновые панели и стеновые блоки. 4 группа. Элементы междуэтажных перекрытий (плиты перекрытий, настилы, панели и т.д.). 5 группа. Элементы сборных лестниц (лестничные площадки и марши). 6 группа. Изделия для санитарно-технических устройств (вентиляция, мусоропроводы, канализация, лифты и т.д.). Производство железобетонных изделий Основные операции, осуществляющиеся на заводах по производству железобетонных изделий: 1. изготовление арматурного каркаса по чертежам. Осуществляется в арматурном цехе; 2. изготовление бетонной смеси, осуществляется в бетонно-растворном цехе завода по изготовлению железобетонных изделий; 3. формование изделий. Осуществляется в формовочном цехе. 4. тепловлажностная обработка изделий. Осуществляется в пропарочных камерах различного типа: ямных, полуямных и надземных. Режим пропаривания: три часа выдержка, три часа подъем температуры и примерно шесть часов изотермическое выдерживание при температуре 85 ─ 100 ºС. В зависимости от организации производства на заводе различают три принципиальных схемы производства железобетонных изделий. 1 схема. Производство железобетонных изделий в стационарных неперемещаемых формах. Способы: стендовый и кассетный. 2 схема. Производство железобетонных изделий в перемещаемых формах по отдельных технологическим постам. Способы: поточно-агрегатный и конвейерный. 3 схема. Вибропрокат на стане. 1 схема. Стендовый способ. При этом способе изготовление изделия осуществляется на стенде, который представляет собой металлическую форму, изготовленную по требуемой конфигурации изделия. В тело стенда вмонтированы вибраторы, с помощью которых производят уплотнение бетонной смеси, а также вмонтированы паровые регистры, по которым пропускают пар, который приводит к интенсификации роста бетона. Стенд очищается от старого бетона, смазывается масленой эмульсионной смазкой, затем укладывается арматурный каркас, а потом с помощью бетоноукладчика укладывается бетонная смесь. После укладки бетонной смеси включаются вибраторы. Поверхность изделия выравнивается и подается пар в паровые регистры. Изделия для создания сто процентной влажности сверху накрывается и происходит тепловлажностная обработка. Недостатки: 1 при изготовлении изделия занимается много производственной площади; 2. малая механизация и автоматизация. Достоинства: 1 на стенде можно заформовать сколь угодно сложное изделие; 2. на стенде можно отформавать длинномерное изделие. Кассетный способ. При этом способе изготовление изделий осуществляется в металлических формах ─ кассетах. Кассета ─ вертикально расположенные отсеки, в которых формуется одно изделие. Всего в кассете может формоваться до 20 изделий. В нее вмонтированы вибраторы и паровые регистры. Недостатки: в кассете формуются очень простые изделия ─ перегородки. Достоинства: 1 в кассете одновременно формуется примерно двадцать изделий; 2. кассета занимает малую производственную площадь. 2 схема. В зависимости от расчленения всего процесса на количество операций различают: Поточно-агрегатный способ. При этом способе на одном технологическом посту форму чистят, смазывают, укладывают арматуру и бетонную смесь и здесь же ее уплотняют. Затем с помощью крана переносят на другой технологический пост ─ в пропарочную камеру. Конвейерный способ. При этом способе изготовление изделий осуществляется в формах вагонетках, которые передвигаются от поста к посту по рельсовому пути. На первом посту чистятся формы (вагонетки); на втором ─ смазывается, на третьем ─ укладывается арматура, на четвертом ─ укладывается бетонная смесь и выравнивается поверхность; на пятом ─ изделие пропаривается. Достоинства: полная механизация производства. 3 схема. Стан ─ металлическая лента, которая непрерывно движется со скоростью 25 м/час, на которой с помощью вибрирования и прокатки формуется изделие. При вибропрокате на стане осуществляется кратковременная тепловлажностная обработка. После снятия изделия со стана его отправляют на склад для набора требуемой прочности. Недостатки: 1.сложность перехода на выпуск нового изделия, так как приходится менять всю оснастку; 2.стоимость изделия выше, чем при изготовлении другими способами. Достоинства: полная механизация и автоматизация производственного процесса. 2. очень высокая производительность. Неразрушающие методы контроля качества бетона Контроль прочности бетона путем испытания стандартных образцов имеет ряд существенных недостатков, к тому же для более полного контроля за качеством бетона в изделиях недостаточно обычных стандартных методов испытаний. Контрольные образцы имеют другие размеры, и поэтому они оценивают свойства бетона в изделиях лишь с определенной степенью приближения. В настоящее время широко используют неразрушающие методы контроля прочности бетона, которые позволяют ориентировочно определить прочность в любой конструкции или на отдельном участке конструкции или изделия без их разрушения. Неразрушающие методы контроля прочности бетона условно разделить на две группы: механические или поверхностные и физические. В механических методахповерхность изделия или образца подвергается механическому воздействию. О прочности бетона судят по сопротивлению, которое он оказывает этому воздействию. Физические методыосновываются на оценке прочности бетона по скорости прохождения через него ультразвука или по регистрации колебаний и других физических величин, которое производится с помощью сложных физических приборов. Эти методы позволяют определять прочность не только поверхностных, но и глубинных слоев бетона, выявлять внутренние дефекты в изделиях, возникшие в процессе производства, при эксплуатации или в ходе испытания. Используемые при испытании приборы обладают быстродействием и легко могут быть соединены с электронно-вычислительными машинами в единый испытательный комплекс. С помощью неразрушающих методов может быть организован сплошной контроль за качеством бетона путем его испытания непосредственно во время и после изготовления изделия и внесения необходимых коррективов в производственный процесс для обеспечения постоянного высокого качества продукции. На основе этих методов создаются автоматизированные системы контроля качества бетона, которые входят в общий комплекс управления производством на заводах сборного железобетона. Построение тарировочных зависимостей. В неразрушающих методах, контроль прочности бетона производится косвенным путем. Для определения прочности бетона в этих случаях используют тарировочные зависимости, связывающие прочность бетона с показателями, получаемыми при данном методе испытания. Эти зависимости выявляются путем предварительных испытаний по выбранному методу и по стандарту и обычно для удобства пользования выражаются в виде графиков. Механические методы контроля качества бетона. Эти методы в зависимости от особенностей воздействия можно подразделить на три группы. К первой группеотносят методы, основанные на определении прочности бетона по усилию, необходимому для отрыва и скалывания куска бетона с поверхности конструкции или изделия. Наиболее старый метод — выдергивание заранее заделанного в бетон стержня. Стержень изготовляют из арматуры периодического профиля или устраивают на его конце специальное уширение для хорошего сцепления с бетоном. Метод, основанный на отрыве от бетона специальной шайбы с хвостиком. Шайбы приклеивают эпоксидным клеем к поверхности готового изделия в любом месте. После затвердевания клея шайбы отрывают от бетона. Так как прочность на отрыв эпоксидного клея выше прочности бетона на растяжение, то вместе с шайбой отрывается кусок бетона. Можно также оторвать кусок бетона с помощью разжимного конуса, вставляемого в заранее приготовленное отверстие. При применении метода выдергивания результаты испытания определяются в основном свойствами внутренних слоев бетона. Вторая группамеханических испытаний основана на измерении твердости бетона, осуществляемом путем вдавливания в его поверхность штампа определенной формы, чаще всего шарообразной. Вдавливание штампа производят ударом, с помощью пружины или другими способами. В результате воздействия на поверхности бетона образуется вмятина, размеры которой являются показателем твердости бетона. При применении шарообразного штампа получают сферический отпечаток. Прочность бетона устанавливают в зависимости от диаметра отпечатка по тарировочной. Диаметр отпечатка в этом случае характеризует твердость бетона. Наиболее простой прибор — шариковый молоток конструкции И.А. Физделя, на одном конце которого установлен металлический шарик. Испытания производят ударом молотка по бетону и замером диаметра отпечатка. На показатель твердости бетона влияет сила удара, а при применении шарикового молотка трудно обеспечить одинаковую силу удара, поэтому этот метод дает большой разброс результатов. Сравнительно удобны пружинные молотки, которые вдавливают шарик в бетон с помощью предварительно сжатой пружины. При спуске пружины специальный боек ударяет по бетону. По диаметру отпечатка судят о прочности бетона. Специально оттарированная пружина обеспечивает постоянство силы удара, что повышает точность испытания. Но очень трудно с помощью пружины обеспечить значительную силу удара, что затрудняет испытание высокопрочных бетонов. Наиболее точными являются методы, когда при ударе получается два отпечатка: на бетоне и на эталоне, в качестве которого чаще всего используют сталь с заранее установленным показателем твердости. Самое широкое применение нашел эталонный молоток конструкции К.П. Кашкарова. В этом молотке стальной шарик при ударе оставляет отпечатки одновременно на бетоне и эталоне, поэтому сила удара в малой мере влияет на результаты испытания, если размер отпечатка лежит в заданных пределах. К третьей группеотносят приборы, основанные на принципе упругого отскока. В этих приборах измеряют высоту упругого отскока бойка, падающего с постоянной высоты. Ударная твердость бетона связана с его прочностью; с повышением прочности возрастают ударная твердость и характеризующая ее высота упругого отскока. Известно очень много приборов, основанных на этом принципе. Например: молоток Шмидта. При вдавливании штампа глубина отпечатка обычно невелика и отражает только свойства поверхностного слоя бетона, которые могут значительно отличаться от свойств его внутренних слоев. Влияет на результаты испытания и шероховатость поверхности бетона. С увеличением прочности бетона глубина вмятин и ее изменение в связи с ростом прочности уменьшаются, и соответственно понижается точность испытаний. Более полная оценка получается при измерении высоты упругого отскока, так как на его величину влияют не только поверхность, но в определенной мере и внутренние слои бетона. На практике наибольшее распространение получили методы вдавливания шарика и упругого отскока, позволяющие измерять прочность бетона с точностью до 15 ... 20 %. Точность может быть повышена при использовании тарировочных кривых, построенных для бетона данного состава и при строго определенных условиях изготовления и испытания изделий и конструкций. Физические методы контроля качества бетона. К ним относят электронно-акустические методы испытания, которые в свою очередь можно разделить на импульсные и вибрационные. Этими методами определяют скорость и затухание звукового импульса, частоту собственных колебаний и другие подобные характеристики. Так как эти характеристики, как и прочность бетона, зависят от его структуры и свойств составляющих, то по ним можно судить о прочности бетона или изменениях его структуры под действием нагрузки, попеременного замораживания и оттаивания и других факторов. Физические методы позволяют определить прочность бетона и изменение его структуры в разных частях конструкции, в том числе и во внутреннем объеме, недоступном для испытания поверхностными механическими методами. Наибольшее распространение получил ультразвуковой импульсный метод. По этому методу электронный генератор создает высокочастотные электрические импульсы, которые в специальном излучателе преобразуются в ультразвуковые механические волны. Излучатель плотно прижимается к образцу или изделию, посылая в него ультразвуковые колебания, которые вновь преобразуются в электрические. Через усилитель эти колебания подаются на измерительное устройство, где суммируются с сигналом, посылаемым генератором. Измерительное устройство позволяет определить время прохождения ультразвука через образец искорость распространения ультразвука. Затем по тарировочным зависимостям определяют прочность бетона. Чем плотнее бетон, тем выше его прочность и скорость распространения ультразвука. Так как на прочность бетона и скорость ультразвука изменение его состава, технология изготовления, влажность бетона и другие факторы оказывают различное влияние, то следует стремиться к использованию тарировочных зависимостей, полученных для данных конкретных условий производства. Разновидность импульсного метода — ударный метод, который заключается в том, что по образцу наносят удар или серию ударов ручным или электрическим молотком, возбуждая звуковые волны. В двух звукоприемниках, установленных на разном расстоянии от места удара, преобразуют звуковой импульс в электрический. С помощью регистрирующего электронного устройства определяют время прохождения сигнала между звукоприемниками и затем вычисляют скорость распространения звуковой волны в бетоне. Прочность бетона определяют по соответствующей тарировочной кривой. Ударный метод в отличие от ультразвукового позволяет проводить испытания конструкций большой длины, в частности мостовых и дорожных. Вибрационные методыоснованы на измерении частоты собственных колебаний бетонных образцов или изделий и на определении характеристик их затухания. При этом результаты испытания зависят от качества бетона во всем объеме и являются как бы интегральным показателем качества. На основе подобных испытаний можно судить о появлении в бетоне микродефектов, изменении его структуры и свойств. В вибрационных методах обычно возбуждают и регистрируют изгибные колебания. В зависимости от вида возбуждения колебаний различают резонансный метод и метод затухания колебаний. К физическим методам относят также радиометрические методы, которые получили распространение главным образом для контроля правильности расположения арматуры в железобетонных конструкциях и определения толщины защитного слоя. Разновидности бетона Гидротехнический бетон Гидротехнический бетон должен обеспечивать длительную службу конструкций постоянно или периодически омываемых водой (плотины, дамбы, опоры мостов, водонапорные башни, резервуары и т. д.). Требования к гидротехническому бетону зависят от вида конструкции и её работы, поэтому его разделяют на следующие виды:
Повышенные требования:
Требования к материалам для гидротехнического бетона К вяжущим: Могут применяться:
К заполнителям: Природные заполнители должны удовлетворять более высоким требованиям, чем для обычного бетона:
В гидротехнический бетон вводят активные минеральные добавки для увеличения его плотности. Высокопрочный бетон Современный уровень технологии бетона позволяет получить марки бетона от 50 до 100 МПа. Для получения высокопрочного бетона необходимо:
Этого можно достичь при выполнении условий, вытекающих из физических основ структурообразования бетона. Требования к материалам для высокопрочного бетона Вяжущие: Для приготовления высокопрочного бетона необходимо использовать следующие вяжущие:
Заполнители:
Для особо высокопрочных бетонов применяют заполнители повышенной прочности (из диабаза и базальта). Особенности проектирования высокопрочного бетона Высокая прочность и плотность достигаются применением предельно низкого водоцементного отношения. Однако с уменьшением водоцементного отношения повышается вязкость цементного теста и ухудшаются условия приготовления и уплотнения бетона, увеличивается воздухововлечение. Поэтому после достижения определённого значения водоцементного отношения дальнейшее уменьшение водоцементного отношения мало способствует увеличению прочности бетона. Это наблюдается при водоцементном отношении меньше 0,4. Чтобы применять более низкое водоцементное отношение (менее 0,4) следует использовать специальные приёмы, позволяющие плотно укладывать цементную смесь:
Условия твердения высокопрочного бетона: для твердения высокопрочного бетона нужны нормальные условия. Пропаривание такого бетона нежелательно. Применение высокопрочного бетона: сильно нагруженные конструкции, в гидротехнических сооружениях, в ответственных зданиях и сооружениях. Быстротвердеющие бетоны (БТЦ) Быстротвердеющие бетоны – бетоны, которые обладают относительно высокой прочностью в первые сутки нормального твердения (прочность  ).Для получения быстротвердеющих бетонов следует:
Недостатком введения  является возможность коррозии бетона. Поэтому должно быть в бетонных конструкциях не более 3%, для железобетонных конструкций – до 2% от массы бетона.Применение быстротвердеющих бетонов: быстротвердеющие бетоны применяют при аварийных и ремонтных работах. Асфальтобетон Асфальтовым бетоном называют материал, полученный в результате уплотнения асфальтобетонной смеси, состоящей из битума, минерального порошка, песка и щебня. Если вместо битума применяют деготь, то на их основе получают дегтебетон. В качестве пятой фазы в асфальтовом бетоне присутствует воздух, его содержание в асфальтовом бетоне нежелательно, так как при этом снижается морозостойкость, водостойкость, температурная устойчивость, трещиростойкость, сдвигоустойчивость. Асфальтобетонные смеси подразделяют на щебеночные, гравийные и песчаные. Смеси в зависимости от вязкости битума и условий применения подразделяют на виды: – горячие – приготовленные с использованием вязких битумов и применяемые непосредственно после приготовления с температурой не ниже 120°С; – холодные – приготовленные с использованием жидких битумов, допускаемые к длительному хранению и применяемые с температурой не ниже 5°С. Горячие и теплые смеси в зависимости от наибольшего размера зерен минеральных материалов подразделяют: – крупнозернистые – с зернами размером до 40 мм; – мелкозернистые – с размером зерен до 20 мм; – песчаные – с размером зерен до 5 мм. Холодные смеси подразделяют на мелкозернистые и песчаные. Асфальтобетоны из горячих и теплых смесей в зависимости от значения остаточной пористости подразделяют на: – плотные с остаточной пористостью от 2 до 7 % включительно; – пористые с остаточной пористостью свыше 7 до 12 % включительно; – высокопористые с остаточной пористостью свыше 12 до 18 % включительно. Щебеночные и гравийные смеси, в зависимости от содержания в них щебня или гравия, и песчаные смеси, в зависимости от вида песка, подразделяют на типы: А – щебня свыше 50 до 65 %; Б – щебня свыше 35 до 50 %; В – щебня свыше 20 до 35 %; Г – не содержит щебень, содержит дробленый песок или отсевы дробления; Д – не содержит щебень, содержит природный песок. Холодные смеси бывают Бх,, Вх, Гх, Дх. Технология изготовления асфальтобетонных смесей Наибольшее распространение имеет асфальтобетон, укладываемый в горячем состоянии. Смеси для асфальтобетона, укладываемого и уплотняемого в холодном состоянии, могут готовиться в запас и храниться на складе в течение нескольких месяцев. Дорожные покрытия из холодного асфальтобетона, в отличие от горячего, при укатке не получают полного уплотнения в процессе устройства дороги. Полное и окончательное уплотнение достигается в процессе эксплуатации под действием транспорта. По этой причине холодный асфальтобетон не рекомендуется применять на проездах с очень незначительным движением, где он может не уплотниться в нужной степени. Так же применяются литые асфальтобетонные смеси. Покрытие из этих смесей не уплотняется тяжелыми катками, алишь разравнивается и немного уплотняется вручную с помощью гладилок (вальков). Применяется литой асфальтобетон, главным образом, при благоустройстве дворов, тротуаров и пешеходных дорожек. Выбор той или иной разновидности асфальтобетонной смеси производится в зависимости от категории дороги, характера и интенсивности движения на ней. От наличия имеющихся материалов и условий производства работ. Горячие асфальтобетонные смеси обладают тем преимуществом, что сразу после устройства дают плотное монолитное покрытие, которое немедленно может быть введено в эксплуатацию в любых погодных условиях. Особенно это относится к таким разновидностям, как мелкозернистый и песчаный асфальтобетон, которые дают плотную «закрытую» поверхность и даже при устройстве покрытий из них осенью при правильном уплотнении не нуждаются в устройстве защитного слоя в виде поверхностной обработки. Весьма целесообразно применять асфальтобетонные смеси с большим содержанием щебня в тех случаях, когда можно опасаться на дорогах сдвигов, например: в местностях с жарким климатом, на автобусных и троллейбусных остановках, на дорогах с большой грузонапряженностью и на участках дорог с большим уклоном. 55 Горячие асфальтобетонные смеси применяются в том случае, если поблизости имеется асфальтобетонный завод. Перевозка этих смесей на расстояние более 30 – 40 кмстановится практически нецелесообразной из-за высокой ее стоимости и значительного остывания смеси в дороге – особенно в холодную погоду. Холодные асфальтобетонные смеси могут вырабатываться в течение круглого года для устройства тонкослойных покрытии, а также для ремонтных и эксплуатационных целей. |
МПа, т. е. марка цемента более 500;